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1、生物质与煤共燃技术徐向乾,路春美,张梦珠,巩志强山东大学,山东济南250061[摘要]对农林业废弃物、下水道污泥等生物质与煤共燃技术在燃料制备、燃尽特性、热效率、污染物排放、积灰、腐蚀等方面进行了介绍。这些生物质与煤共燃虽具有较高的积灰和腐蚀性,但其可降低CO2、SO2、NOx的排放,环境效益显著。[关键词]生物质;废弃物;下水道污泥;共燃;污染物排放[中图分类号]X705[文献标识码]A[文章编号]1002-3364(2008)05-0050-04大气中CO2浓度的增加,会对全球气候产生一定快速生长能源植
2、物如芒、象草、芦竹、灌木、乔木等;(4)的负面效应。减轻CO2排放问题的途径除了节能、提城市垃圾、有机废水;(5)下水道污泥。高能源利用效率外,采用可再生能源是一种更有效的(1)农林废弃物密度一般较低,如麦秆和稻壳的密33方法。可再生能源利用途径中,燃用农林业废弃物、下度分别为(50～120)kg/m和122kg/m,而褐煤密度33水道污泥进行热电生产是其中一种降低CO2净排放为(560～600)kg/m,烟煤为(800～900)kg/m。这的有效方法。种生物质发热量较低,仅为煤发热量的1/2～1/3。低利
3、用生物质和垃圾发电有两种方式,一是作为单密度、低发热量使得生物质废弃物的处理、运输和储存一燃料使用小负荷生物质锅炉实现热电联产,二是利变得复杂。污泥的性质与低品质煤的性质相似。用现有煤粉炉实现煤与生物质的共燃。前者需要建立(2)生物质燃料工业及元素分析与煤的比较见表很多分散的生物质电厂,并且生物质特性差别较大,必1。生物质燃料挥发分较高,干燥基挥发分一般为须为不同生物质设计不同的锅炉。此外,生物质生产60%～80%。而且水分含量高,范围从小于10%到大的季节需要大量的储存空间,导致成本增加。后者是于50%,
4、受天气和处理过程等的影响较大。生物质燃利用大型电站的煤粉炉、流化床锅炉进行与煤共燃发料固定碳一般在10%～20%之间。污泥的固定碳含电,投资和运行成本较低。在生物质与煤共燃发电站量较低。生物质燃料的灰分比煤低,比如木材的干燥中,生物质的季节性波动和地域性波动、垃圾成分变化基灰分含量仅为0.2%。但下水道污泥的灰分较高,引起的影响,可以通过改变煤和生物质的比例进行补偿。其干燥基灰分约为30%～60%。(3)生物质的硫含量较低。木材、秸秆、能源植物1生物质燃料特性等的干燥基硫含量一般低于0.15%,下水道污泥的
5、硫含量较高。农林废弃物与下水道污泥的氧含量都比较可供利用的生物质燃料包括:(1)农业废弃物的秸高,约为30%～45%。农林废弃物的氮含量中等,但秆、稻壳等;(2)林业废弃物的薪柴、树皮、树叶等;(3)是下水道污泥的氮含量一般较高,约为6%～10%,相收稿日期:2007-06-11作者简介:徐向乾(1982-),男,山东泰安人,山东大学能动学院在读研究生,研读方向为燃烧与污染物控制。E-mail:mji-mji456@163.com50当一部分燃料氮以氨化物形式存在。在污泥干燥过程火点降低,可以快速点燃。生物
6、质与煤共燃时,通常采中,其中一部分氨挥发掉.有些生物质的氯含量比较取低温燃烧技术,炉膛火焰中心温度平均在1000℃高,如麦秆、稻草等,约为0～0.6%。～1200℃,可避免局部高温和结焦以及高温型NOx的生成。表1生物质工业和元素分析与煤的比较生物燃料的燃尽程度取决于燃料种类和掺入的生工业分析元素分析燃料MVFCACHONS物质比例。与芒等共燃时,当芒的热量输入超过总输棉秆6.973.016.93.250.48.439.81.40.0入量的25%,过量空气系数小于1.1时,会导致燃尽豆秆6.369.619.
7、05.145.46.746.90.90.1率的下降,灰斗中焦炭量高,烟气中CO浓度较高。当木屑40.046.712.80.550.75.943.10.20.04秸秆和芦竹的量超过25%时,CO排放与单独燃烧褐下水道6.944.67.041.5526.332.16.33.1污泥煤时相当。当生物质颗粒尺寸足够小,并且充分干燥烟煤7.534.053.64.988.06.04.01.20.8后,可以实现稳定的点火和燃尽。褐煤1341.221.324.448.93.211.71.40.5生物质颗粒度对燃烧效率有微弱影
8、响。Kicher-[2]er通过500MW煤粉炉烟煤与秸秆的共燃研究发(4)农林废弃物含有较高的碱金属成分(K等)、碱现,当粗颗粒(平均直径大于6mm)秸秆的输入量从土金属(Ca等),一般CaO含量为25%～60%,K2O为0～40%时,燃尽效率从99.5%降到99.3%,而细颗粒10%～35%,P2O5为4%～15%。碱金属含量高容易(平均直径小于0.75mm)的效率则增长到99.9%。导致锅炉受热面结渣和腐蚀
